RU2310177C1

RU2310177C1 - Method of balancing asymmetrical rotors

Info

Publication number: RU2310177C1
Application number: RU2006119232/28A
Authority: RU
Inventors: Ким Мустафиевич Сулейманов (RU); Ким Мустафиевич Сулейманов
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2007-11-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: method comprises fitting a reference weight on the rotor at a given distance from the axis of rotation, setting the machine tool in rotation, measuring moment components of unbalance (centrifugal inertia moments), plotting the results of the measurements, plotting the straight line of variation of moment unbalance along the rotor. The point of intersection of the straight line with the longitudinal axis of the rotor is assumed to be the longitudinal position of the center of mass of the rotor. The value obtained is compared with the required value, and the rotor is balanced along the longitudinal axis.

EFFECT: simplified method.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при балансировке на балансировочных станках с вертикальной и горизонтальной осью вращения несимметричных роторов, для которых требуется балансировка по продольной оси.The invention relates to mechanical engineering and can be used for balancing on balancing machines with a vertical and horizontal axis of rotation of asymmetric rotors, which require balancing along the longitudinal axis.

Среди существующих способов динамической балансировки роторов можно выделить способ, при котором ротор устанавливают на балансировочный станок с вертикальной осью вращения, измеряют дисбалансы и их углы, определяют места установки корректирующих масс и закрепляют их внутри балансируемого изделия (см. статью М.Е.Левита «Уравновешивание изделий типа «Спутник» в книге «Основы балансировочной техники». /Под редакцией д-ра техн. наук проф. В.А.Щепетильникова, - М.: Машиностроение, 1975 г., стр.257-266).Among the existing methods for dynamic balancing of rotors, one can distinguish a method in which the rotor is mounted on a balancing machine with a vertical axis of rotation, the imbalances and their angles are measured, the installation locations of the corrective masses are fixed and they are fixed inside the product being balanced (see the article by M.E. Levita “Balancing products of the “Sputnik” type in the book “Fundamentals of Balancing Technique.” / Edited by Dr. V.A.Schepetilnikov, Moscow: Mashinostroenie, 1975, pp. 257-266).

Известный способ балансировки не обеспечивают балансировку несимметричного ротора по продольной оси, т.к. после динамической балансировки корректировки его массы изменяется продольная балансировка. Для продольной балансировки ротора требуется определение продольного положения центра масс на специальных центровочных стендах (см. И.Т.Беляков и др. «Технология сборки и испытаний космических аппаратов», - М.: Машиностроение, 1990 г., стр.201-210).The known balancing method does not provide balancing of the asymmetric rotor along the longitudinal axis, because After dynamic balancing, adjusting its mass, the longitudinal balancing changes. For the longitudinal balancing of the rotor, it is necessary to determine the longitudinal position of the center of mass on special centering stands (see I.T. Belyakov et al. “Technology for assembly and testing of spacecraft”, - M .: Mashinostroenie, 1990, pp. 201-210) .

В качестве прототипа к заявленному способу принят способ динамической балансировки роторов на станке с вертикальной осью вращения (см. М.Е.Левит и др. «Справочник по балансировке», - М.: Машиностроение, 1992 г., стр.193, 211).As a prototype of the claimed method, a method of dynamic balancing of rotors on a machine with a vertical axis of rotation (see M.E. Levit and others. "Reference balancing", - M.: Engineering, 1992, p. 193, 211) .

Сущность способа, принятого за прототип, заключается в установке балансируемого ротора на планшайбу станка, раздельном измерении статической и моментной составляющих дисбалансов, позиционировании ротора против указателя тяжелого или легкого места, определении корректирующих масс и в корректировке массы ротора.The essence of the method adopted for the prototype is to install a balanced rotor on the faceplate of the machine, separate measurement of the static and moment components of imbalances, positioning the rotor against the pointer of a heavy or light place, determining the corrective masses and adjusting the mass of the rotor.

Однако такой способ балансировки не позволяет осуществить балансировку несимметричного ротора по продольной оси без применения дополнительного центровочного стенда.However, this balancing method does not allow balancing the asymmetric rotor along the longitudinal axis without the use of an additional alignment stand.

Технической задачей изобретения в части способа балансировки несимметричного ротора является создание способа балансировки, лишенного недостатков, свойственных известным способам и представленному прототипу.An object of the invention in terms of the method of balancing an asymmetric rotor is to create a balancing method devoid of the disadvantages inherent in the known methods and the presented prototype.

Поставленная в заявке техническая задача решается тем, что в известном способе балансировки ротора, включающем установку ротора на планшайбу станка, настройку станка, раздельное измерение статической и моментной составляющих дисбаланса, позиционирование ротора против указателя тяжелого или легкого места, определение корректирующих масс и в корректировке массы ротора, согласно изобретению после уравновешивания ротора систему измерения станка переводят в режим измерения моментной составляющей дисбаланса, на ротор на заданных расстояниях от оси вращения и от торца ротора последовательно устанавливают пробный груз известной массы, включают вращение станка, измеряют моментные составляющие дисбаланса (центробежные моменты инерции), результаты измерений с учетом знаков наносят на график, соответствующий по масштабу длине балансируемого ротора, по нанесенным точкам воспроизводят прямую изменения моментной неуравновешенности по длине ротора, точку пересечения прямой с продольной осью ротора принимают за продольное положение центра масс ротора, сопоставляют полученное значение положения центра масс с требуемым значением и осуществляют балансировку ротора по продольной оси.The technical problem posed in the application is solved by the fact that in the known method of balancing the rotor, including installing the rotor on the faceplate of the machine, setting up the machine, separate measurement of the static and moment components of the imbalance, positioning the rotor against the pointer of a heavy or light place, determining the corrective masses and adjusting the mass of the rotor , according to the invention, after balancing the rotor, the measuring system of the machine is transferred to the mode of measuring the moment component of the imbalance, on the rotor at specified distances From the axis of rotation and from the end of the rotor, a test load of known mass is sequentially installed, the machine is turned on, moment components of imbalance (centrifugal moments of inertia) are measured, the results of measurements, taking into account the signs, are plotted on a graph corresponding to the scale of the length of the balanced rotor, and the direct points are plotted changes in momentary imbalance along the length of the rotor, the point of intersection of the straight line with the longitudinal axis of the rotor is taken as the longitudinal position of the center of mass of the rotor, compare th position value of the center of mass with the desired value and carry out the balancing of the rotor along the longitudinal axis.

Конкретный вариант реализации способа балансировки.A specific embodiment of the balancing method.

Балансируемый ротор 1 устанавливают на планшайбу 2 балансировочного станка 3 (см. фиг.1). Настраивают станок, раздельно измеряют статическую и моментную составляющие дисбалансов, позиционируют ротор против указателя тяжелого или легкого места, определяют корректирующие массы и уравновешивают ротор путем корректировки его массы. Однако при корректировке массы ротора изменяется его продольная балансировка. После корректировки массы ротора, измерительную систему станка переводят в режим измерения моментной составляющей дисбаланса. На ротор на заданном расстоянии от оси вращения R_ПР в точках с координатами по продольной оси О; X₁; X₂; Х₃ с помощью технологических устройств последовательно устанавливают пробный груз G_ПР известной массы, включают вращение станка, измеряют моментные составляющие дисбаланса (центробежные моменты инерции). Из теории приведения пространственной системы сил к заданному центру известно, что главный вектор не зависит от центра приведения, а главный момент с изменением центра приведения изменяется по величине и направлению (см. «Динамическое уравновешивание, колебания и устойчивость движения». /Под ред. доц. С.М.Ивина. Труды Уфимского авиационного института им. Орджоникидзе, 1973, вып.57, стр.10).The balanced rotor 1 is installed on the faceplate 2 of the balancing machine 3 (see figure 1). The machine is set up, the static and moment components of the imbalances are separately measured, the rotor is positioned against the indicator of a hard or light place, the corrective masses are determined and the rotor is balanced by adjusting its mass. However, when adjusting the mass of the rotor, its longitudinal balancing changes. After adjusting the mass of the rotor, the measuring system of the machine is transferred to the measurement mode of the moment component of the imbalance. To the rotor at a given distance from the axis of rotation R _PR at points with coordinates along the longitudinal axis O; X ₁ ; X ₂ ; X ₃ using technological devices sequentially establish a test load G _PR known mass, turn on the rotation of the machine, measure the moment components of the imbalance (centrifugal moments of inertia). From the theory of reducing the spatial system of forces to a given center, it is known that the main vector does not depend on the center of reduction, and the main moment with a change in the center of reduction changes in magnitude and direction (see. "Dynamic balancing, oscillations and stability of motion." / Ed. Assoc. S. M. Ivina. Proceedings of the Ufa Aviation Institute named after Ordzhonikidze, 1973, issue 57, p. 10).

Поэтому при установке пробного груза на заданном радиусе от оси вращения и его последовательной установке в точках с координатами О; X₁; Х₂; Х₃ значение и знак измеренной моментной составляющей дисбаланса (D_М) (центробежного момента инерции) будут изменяться. Результаты измерения с учетом знаков моментной составляющей дисбалансов наносят в виде отдельных точек на график, соответствующий по масштабу длине балансировочного ротора (см. фиг.2). По полученным точкам воспроизводят, например, по методу наименьших квадратов прямую изменения моментной составляющей дисбаланса по длине ротора, точку (С) пересечения этой прямой с продольной осью принимают за положение центра масс ротора (Х_ЦМ). Полученное значение сопоставляют с требуемым положением центра масс и осуществляют балансировку ротора по продольной оси.Therefore, when installing a test load at a given radius from the axis of rotation and its sequential installation at points with coordinates O; X ₁ ; X ₂ ; X _{3 the} value and sign of the measured moment component of the imbalance (D _M ) (centrifugal moment of inertia) will change. The measurement results, taking into account the signs of the moment component of the imbalances, are applied as separate points on a graph corresponding to the scale of the length of the balancing rotor (see figure 2). According to the obtained points, the direct change in the moment component of the imbalance along the length of the rotor is reproduced, for example, by the least squares method, the point (C) of intersection of this straight line with the longitudinal axis is taken as the position of the center of mass of the rotor (X _CM ). The obtained value is compared with the required position of the center of mass and the rotor is balanced along the longitudinal axis.

Количество точек, в которые устанавливают пробный груз, определяется методикой балансировки ротора. Радиус установки пробного груза во всех точках должен быть на одинаковом расстоянии от оси ротора.The number of points at which the test load is set is determined by the method of balancing the rotor. The radius of the test load at all points should be at the same distance from the axis of the rotor.

Предложенный способ балансировки несимметричных роторов позволяет решить поставленную в заявке техническую задачу и обеспечивает балансировку ротора по его продольной оси на балансировочном станке без применения дополнительных центровочных стендов.The proposed method for balancing asymmetric rotors allows us to solve the technical problem posed in the application and provides balancing of the rotor along its longitudinal axis on a balancing machine without the use of additional alignment stands.

Claims

Способ балансировки несимметричных роторов, включающий установку балансируемого ротора на планшайбу станка, настройку станка, раздельное измерение статической и моментной составляющих дисбаланса, позиционирование ротора против указателя тяжелого или легкого места, определение корректирующих масс и корректировку массы ротора, отличающийся тем, что после уравновешивания ротора систему измерения станка переводят в режим измерения моментной составляющей дисбаланса, на ротор на заданных расстояниях от оси вращения и от торца ротора последовательно устанавливают пробный груз известной массы, включают вращение станка, измеряют моментные составляющие дисбаланса (центробежные моменты инерции), результаты измерений с учетом знаков наносят на график, соответствующий по масштабу длине балансируемого ротора, по нанесенным точкам воспроизводят прямую изменения моментной неуравновешенности по длине ротора, точку пересечения прямой с продольной осью ротора принимают за продольное положение центра масс ротора, сопоставляют полученное значение положения центра масс ротора с требуемым значением и осуществляют балансировку ротора по продольной оси.A method of balancing asymmetric rotors, including installing a balanced rotor on the faceplate of the machine, setting up the machine, separately measuring the static and moment components of the imbalance, positioning the rotor against the pointer of a heavy or light spot, determining the correcting masses and adjusting the mass of the rotor, characterized in that after the rotor is balanced, the measurement system the machine is transferred to the measurement mode of the moment component of the imbalance, to the rotor at specified distances from the axis of rotation and from the end of the rotor along the test load of known mass is investigated, the rotation of the machine is turned on, the moment components of the imbalance are measured (centrifugal moments of inertia), the results of the measurements, taking into account the signs, are plotted on the graph corresponding to the scale of the length of the balanced rotor, the direct changes in the moment of imbalance along the length of the rotor are reproduced from the points drawn, point the intersection of the straight line with the longitudinal axis of the rotor is taken as the longitudinal position of the center of mass of the rotor, and the obtained value of the position of the center of mass of the rotor is compared with the desired value and carry out the balancing of the rotor along the longitudinal axis.